Климат умеренно континентальный. Средняя температура января от -5° С на Юго-Западе до -6,5° С на Северо-Востоке; июля - соответственно 23,5 и 22° С. Осадков в год от 450 мм на Севере до 400 мм на Юге. Продолжительность вегетационного периода 210 дней. Главная водная магистраль - река Днепр, пересекающая область с Северо-Запада на Юго-Восток, делит её почти на равные части. Её правые притоки: Базавлук, Мокрая Сура, Ингулец (с притоком Саксагань); левые - Орель, Самара (с притоком Волчья). Судоходство по Днепру и в нижнем течении Самары. Преобладающие типы почв - чернозёмные и тёмно-каштановые, по долинам рек лугово-чернозёмные и оподзоленные. Поверхность области в основном равнинная. На Западе - сильно расчленённая Приднепровская возвышенность (высота до 209 м). В юго-восточной части в пределы области заходят отроги Приазовской возвышенности (высота до 211 м). Центральная часть занята Приднепровской низменностью, переходящей на Юге в Причерноморскую. Почти все степи распаханы. Леса (2,6% территории области) из дуба, осины, берёзы, клёна приурочены главным образом к долинам крупных рек (около 1% из них занимают лесные полезащитные полосы). Из животных встречаются косуля, волк, лиса, заяц-русак, грызуны; из птиц - перепел, серая куропатка, полевой и степной жаворонки, утки, кулики и др.
